Ограничитель

Ограничитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<пу826365 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (5>)® К>. (22) Заявлено 27,09,79 (2! ) 2821022/18-24

6 06t 7/25 с присоединением заявки И—

МудврстввеМ квиитет

СССР ае алан нзвбрвтеннв и вткритий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.81. бюллетень ЙВ 16

Дата опубликования описания 30.04 81 (53) УДК681.335 (088й 8) !

Л. И. Волгин, А. В. Етнмси и А. И. ййрукин

1. (72) Авторы изобретения к

Укыеонский иоиитокникоский иистнтут-(7!) Заявитель (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехнике . и может быть использовано в различных устройствах радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.

Известны ограничители, содержащие операционные усилители с ограничиваюшими элементами в цепи обратной связи

)ll и P2g.

Недостатком этих ограничителей ssтв лмэтся невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является ограничитель, содержаший операционный усилитель, вход которого соединен с одним ив выводов первого масштабного резистора и через второй масштабный резистор со входом устройства, источник опорного наnpsaeaaa и ключГЭ !.

Уровень ограничения напряжения тако»

ro ограничителя определяется алгебраической суммой напряжения, вырабатываемого, источником опорного напряжения, и цадвиия напряжения на открытом ключеи

Поэтому огранииитель не может обес» печить ограничение сигнала точно на уров не, задаваемом источником опорного напряжения, из-за конечного значения второго слагаемого. Точность иксации уровня ограничена также временной и температурной нестабильностью сопротивления ключа в провошяцем состоянии, что приводит к изменению составлякицей уровня ограничения, обусловленной падением напряжения на ключе.

В ограничителе предъявляются высокие требования к величине и стабильности внутреннего сопротивления источника опорного напряжения, включенного посладсвэтельно с ключом.

Кровю того, такой ограничитель имеет небольшую иагрузочную способность, поскольку между его выходом и высодом операционного усилителя включен резистор, повышаюнптй выходное сопротивление ограничителя.

Цель изобретения - повышение точноо» ти уровня ограничения.

828385 ху на уровне

Ui х=VVÎ(+%) (г) 3

Поставленная цель достигается тем, что ограничитель, содержащий инвертирующий усилитель, вход которого через пер» вый масштабный резистор соединен с его выходом и через второй масштабный реэис 5 тар со входом ограничителя, источник опор- . ного напряжения и диодный ключ, введен дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, инвертирующий 10 вход с источником опорного напряжения, а выход через диодный ключ подключен ко входу .инвертирующего усилителя.

На чертеже представлена схема ограни- чите ля. 15

Ограничитель содержит инвертирукиций усилитель 1, например дифференциальный операционный усилитель с масштабными резисторами 2 и 3, дифференциальный усилитель 4, источник 5 опорного нвпря 20 жения, ключ 6, например полупроводников. вый диод.

Вход усилителя 1 через резистор 2 соединен с входом 7, в его выход - с выходом 8 ограничителя. 25

Уровень ограничения ограничителя устанавливается регулировкой напряжения источника 5, Ограничитель работает следующим образом. 30

Когда вследствие увеличения входного сигнала, напряжение на инвертирующем входе усилителя 4 превысит напряжение на неинвен тирующем (напряжение источника

5 превысит выходное напряжение усили- 55 теля 3.1у, на его выходе появляется отри цате ьное напряжение, запирающее диод

6. При этом разрывается петля отрица, тельной обратной связи, охватывающая усилителв 4, который, обладая большим 40 коэффщиентом усиления, входит в насыщение.

Передаточная функция ограничителя в этом случае

0 =- — u (+ э-), () 2 Вык Р„Ьх ф

К„ - сопротивление резистора 2;

Р - сопротивление резистораЗ; Из формулы (1) видно, что ограничи тель в рассматриваемом случае работает как усилитель с: Коэффициентом усиления

КаI R1

При уменьшении входного сигнала, как только напряжение на инвертирующем входе усилителя 4 станет меньше напряжения нв неинвертирующем, на его выходе появляется положительный сигнал, открывающий диод 6, который замыкает цепь отрицательной обратной связи; На инвертирующем входе усилителя 4, а следовательно, ив выходе ограничителя с точностью до погрешности от статизмв замкнутой цепи поддерживается напряжение источника

5, приложенное к инвертирующему входу т.е. выходной сигнал ограничивается свергдето"-- — (— + — 5)- погрешность ограниив а 1 " чения выходного сиг

1 ФМ(0 Р нала и - нсеДидиене усиления

1 усилителя 4; прямое сопротивление диода 6, Uo-- напряжение источника 5.

В этом случае ограничитель ограничивает выходной сигнал науровне Up с погрешностью +0 .

AH@ формулы (2) видим, что погрешность уменьшается с увелияением коэффищиента K дифференциального усилитег ля 4. Отсюда следует, что погрешность фиксации уровня ограничения, обусловленная конечным значением прямого сопротивления диода, можем быть сведена к требуемой, наперед заданной мцлой величине за счет выбора достаточно большаMi Коэффициента усиления Крифференциального усилителя.

:Гдеу= — 1 — и- - относительная погреш"н с

U,„ 50 ность передаточной функ ции ограничителя, U нов - входное и выходное нвпря

Вх 9ых. женив, - выходное напряжение усилителя 4 в режиме насыщения, k - обратное сопротивление диода 6

Изменяя величину и полярность напряжения источника 5, а также меняя полярность включения диода 6 можно производить ограничение двухполярного сигнала снизу и сверху во всем диапазоне его изменения.

Предлагаемый ограничитель легко реализуется на современной элементной базе„ в том числе и в интегральном испол»ненни, не требует подбора элементов по, параметрам и специальных настроек.

5 826365

Ф о р м у л а и з î 6 р е т е н и 4 ключ подключен ко входу инвентнрувщего усилителя.

Ограничитель, содержащий инвертирующий усилитель, вход которого через первый

Источники информации, масштабный резистор соединен с его 5 m - -ни"щние при зкспери е принятые во внимание и и зкспе тазе дом a 83 второй масштабн и резис» 1. ПроектиРование " примен ие on т со входом ограничителя, источник опор- Рационных усилителей. Под Ред Дж. фэма ного напряжения и диодньИ ключ, о тл и ч а ю и и и с я тем, что, с целью, 2. Шаталов 6. С., ринберг Л С. повышения топ ости уровня ограниченна, . !О и Шаталов Ю. А. Функциональйьи формиро в него введен дифференциальный усилитель, ватели электрических сигналов. М„ неннвертирук цнй вход которого соединен -Знергиа, 1974, с. 318. рис ° 8, с выходом инвертирукмцего усилителя, ин- 3. Авторское свидетельство СССР вертируккцнй oA - с источником опорно- . N 620988,э Kt4 6 06,6 7/25в го напряжения, а выход через днодный д (прототип).

Составитель (.. Белан

Редактор С, Шевченко Техред Ж.Кастелевяч Корректор С. Щомак I

Заказ 2574/84 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4